KR102049922B1 - 전동식 조향장치의 구동 장치 및 방법 - Google Patents
전동식 조향장치의 구동 장치 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
전동식 조향장치의 구동 장치 및 방법에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 전동식 조향장치의 구동 장치는 MDPS 출력 전류값과 피드백된 이전 최종 댐핑력을 이용하여 댐핑력 게인을 산출하는 제1산출부와 조향각속도와 차량속도에 따른 댐핑력 게인을 이용하여 댐핑력을 산출하는 제2산출부 및 상기 제1산출부를 통해 산출된 댐핑력 게인과 상기 제2산출부를 통해 산출된 댐핑력에 따른 제한 값을 이용하여 최종 댐핑력을 산출하는 댐핑력연산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 전동식 조향장치의 구동 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 MDPS 출력전류값의 딜레이를 저감하여 응답성을 향상시키고, 차속 및 조향각속도에 의해 산출된 결과값에 제한을 둠으로써 급조타 시 출력과다를 억제하여 조타 중 이질감을 최소화 하는 전동식 조향장치의 구동 장치 및 방법에 관한 것이다.
전동식 조향장치(MOTOR DRIVE POWER STEERING SYSTEM, 이하 'MDPS')는 운전자가 스티어링 휠을 돌리면서 발생한 토크를 실제 출력으로 발생시켜 차량의 조향을 가능하게 하는 장치이다.
이러한 MDPS는 어떤 방식으로 조향을 제어하느냐에 따라 C-MDPS, P-MDPS, R-MDPS등으로 구분되는데, 이중 C-MDPS는 컬럼 축에 모터가 장착되는 방식으로 C-MDPS에 사용되는 댐핑 로직은 모터 전류를 사용하여 차량의 요(yaw) 안전성을 향상시켜 주는 기능이다.
그러나, 종래 기술에 의한 댐핑 로직은 저마찰 노면에서 댐핑력이 과도하게 인가되어 차량의 안정적인 주행에 부정적인 영향을 주는 문제점이 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제 10-2013-0064914호(2013. 06. 19. 공개, 발명의 명칭 : 전동식 조향장치 및 이의 제어방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 댐핑력 산출시, MDPS 출력전류값에 이전 댐핑 출력값이 피드백되어 반영됨으로써 이전 댐핑력 계산값의 딜레이를 저감할 수 있고, 차속 및 조향각속도에 의해 산출된 결과값에 제한을 둠으로써, 급조타 시 출력과다를 억제할 수 있는 전동식 조향장치의 구동 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, MDPS의 출력전류를 이용하여 댐핑력을 산출함으로써 저마찰 노면(눈길, 빙판길, 젖은노면)에서 주행시 이질감을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 과도한 댐핑력에 의한 차량 불안정을 방지할 수 있도록 하는 전동식 조향장치의 구동 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 전동식 조향장치의 구동 장치는 MDPS 출력 전류값과 피드백된 이전 최종 댐핑력을 이용하여 댐핑력 게인을 산출하는 제1산출부; 조향각속도와 차량속도에 따른 댐핑력 게인을 이용하여 댐핑력을 산출하는 제2산출부; 및 상기 제1산출부를 통해 산출된 댐핑력 게인과 상기 제2산출부를 통해 산출된 댐핑력에 따른 제한 값을 이용하여 최종 댐핑력을 산출하는 댐핑력연산부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제1산출부는, 상기 MDPS 출력 전류값과, 피드백된 이전 최종 댐핑력에 게인을 곱한 값의 차에 따른 댐핑력 게인을 산출하고, 상기 산출된 댐핑력 게인을 저주파필터로 통과시켜 고주파 성분을 감소시킨 댐핑력 게인을 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전동식 조향장치의 구동 방법은, MDPS 출력 전류값과 피드백된 이전 최종 댐핑력을 이용하여 댐핑력 게인을 산출하는 단계; 차량속도와 조향각속도를 이용하여 댐핑력을 산출하는 단계; 상기 차량속도와 조향각속도를 이용하여 산출된 댐핑력에 따른 제한 값을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 댐핑력 게인과 상기 산출된 댐핑력에 따른 제한 값을 이용하여 최종 댐핑력을 산출하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 댐핑력 게인을 산출하는 단계는, 상기 MDPS 출력 전류값과, 피드백된 이전 최종 댐핑력에 게인을 곱한 값의 차를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 차에 따른 댐핑력 게인을 산출하고, 상기 산출된 댐핑력 게인을 저주파필터로 통과시켜 고주파 성분을 감소시킨 상기 댐핑력 게인을 산출하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 댐핑력을 산출하는 단계는, 상기 차량속도에 따른 댐핑력 게인을 산출하는 단계; 및 상기 조향각속도와 상기 차량속도에 따른 댐핑력 게인을 곱하여 상기 댐핑력을 산출하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 최종 댐핑력을 산출하는 단계는, 상기 산출된 댐핑력 게인에 상기 차량속도와 조향각속도를 이용하여 산출된 댐핑력에 따른 제한 값을 곱하여 상기 최종 댐핑력을 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전동식 조향장치의 구동 장치 및 방법은 댐핑력 산출시, MDPS 출력전류값에 이전 댐핑 출력값이 피드백되어 반영됨으로써 이전 댐핑력 계산값의 딜레이를 저감할 수 있으므로 응답성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 댐핑력 산출시, 차속 및 조향각속도에 의해 산출된 결과값을 제한함으로써, 급조타 시 출력과다를 억제할 수 있어 조타 중 이질감을 최소화시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 MDPS의 출력전류를 이용하여 댐핑력을 산출함으로써 저마찰 노면(눈길, 빙판길, 젖은노면)에서 주행시 이질감을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 과도한 댐핑력에 의한 차량 불안정을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 구동 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 구동 방법의 동작 흐름을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 구동 방법의 동작 흐름을 도시한 순서도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 구동 장치 및 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 구동 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일시예에 따른 전동식 조향장치의 구동 장치는 제1산출부(10), 제2산출부(20) 및 댐핑력연산부(30)를 포함한다.
제1산출부(10)는 MDPS 출력 전류값과 피드백된 이전 최종 댐핑력을 이용하여 댐핑력 게인(C3_C4_Gain)을 산출한다.
자세히는, 제1산출부(10)는 MDPS 출력 전류값과, 피드백된 이전 최종 댐핑력에 게인(Gain)을 곱한 값의 차를 비율조정 블록에 입력하여 댐핑력 게인을 산출하고(C3, C4에 의해 비율이 조정된 값), 산출된 댐핑력 게인을 저주파필터(LPF)로 통과시켜 고주파 성분을 감소시킨 댐핑력 게인(C3_C4_Gain)을 산출한다.
따라서, MDPS 출력전류값에 이전 댐핑 출력값이 피드백되어 반영됨으로써 이전 댐핑력 계산값의 딜레이를 저감할 수 있으므로 응답성을 향상시킬 수 있다.
제2산출부(20)는 조향각속도와 차량속도에 따른 댐핑력 게인(C1_Gain)을 이용하여 댐핑력(C1_Out)을 산출한다.
자세히는, 제2산출부(20)는 차속센서(미도시)로부터 센싱된 차량속도에 따른 댐핑력 게인(C1_Gain)과 조향각센서(미도시)로부터 센싱된 조향각속도를 곱하여 댐핑력(C1_Out)을 산출한다.
댐핑력연산부(30)는 제1산출부(10)를 통해 산출된 댐핑력 게인(C3_C4_Gain)과 제2산출부(20)를 통해 산출된 댐핑력(C1_Out)에 따른 제한 값(Limited_C1_Out)을 이용하여 최종 댐핑력을 산출한다.
자세히는, 제1산출부(10)를 통해 산출된 댐핑력 게인(C3_C4_Gain)과 제2산출부(20)를 통해 산출된 댐핑력(C1_Out)에 따른 제한 값(Limited_C1_Out)을 곱하여 최종 댐핑력을 산출한다.
이때, 제2산출부(20)를 통해 산출된 댐핑력(C1_Out)에 따른 제한 값(Limited_C1_Out)은, 제2산출부(20)를 통해 산출된 댐핑력(C1_Out)을 포화도(Saturation)블록에 입력하여 제한된 값(Limited_C1_Out)을 산출한다.
제2산출부(20)를 통해 산출된 댐핑력(C1_Out)은 도 1에 도시된 바와 같이, 포화도(Saturation)블록에 입력하여 조향각센서로부터 센싱된 조향휠(미도시)의 방향에 따라 댐핑력(C1_Out)의 제한 값(Limited_C1_Out)이 계산된다.
따라서, 댐핑력 산출시 차속 및 조향각속도에 의해 산출된 결과값을 제한함으로써, 급조타 시 출력과다를 억제할 수 있어 조타 중 이질감을 최소화시킬 수 있다.
이렇게 계산된 댐핑력(C1_Out)에 따른 제한 값(Limited_C1_Out)과 댐핑력 게인(C3_C4_Gain)과의 곱을 통해 최종 댐핑력이 산출된다.
또한, 최종 댐핑력은 게인(Gain)이 곱해져 제1산출부(10)로 피드백 됨으로써, 다음 댐핑력 게인(C3_C4_Gain) 산출시 이용되어, 이전 댐핑력 계산값의 딜레이를 저감할 수 있으므로 응답성을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 MDPS의 출력전류를 이용하여 댐핑력을 산출함으로써 저마찰 노면(눈길, 빙판길, 젖은노면)에서 주행시 이질감을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 과도한 댐핑력에 의한 차량 불안정을 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치의 구동 방법의 동작 흐름을 도시한 순서도로써, 이를 참조하여 본 발명의 구체적인 동작을 설명한다.
먼저, MDPS 출력 전류값과 피드백된 이전 최종 댐핑력을 이용하여 댐핑력 게인(C3_C4_Gain)을 산출한다(S10).
자세히는, MDPS 출력 전류값과, 피드백된 이전 최종 댐핑력에 게인(Gain)을 곱한 값의 차를 비율조정 블록에 입력하여 댐핑력 게인을 산출하고(C3, C4에 의해 비율이 조정된 값), 산출된 댐핑력 게인을 저주파필터(LPF)로 통과시켜 고주파 성분을 감소시킨 댐핑력 게인(C3_C4_Gain)을 산출한다.
따라서, MDPS 출력전류값에 이전 댐핑 출력값이 피드백되어 반영됨으로써 이전 댐핑력 계산값의 딜레이를 저감할 수 있으므로 응답성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 차량속도와 조향각속도를 이용하여 댐핑력(C1_Out)을 산출한다(S20).
자세히는, 제2산출부(20)는 차속센서(미도시)로부터 센싱된 차량속도에 따른 댐핑력 게인(C1_Gain)과 조향각센서(미도시)로부터 센싱된 조향각속도를 곱하여 댐핑력(C1_Out)을 산출한다.
차량속도와 조향각속도를 이용하여 산출된 댐핑력(C1_Out)에 따른 제한 값을 산출한다(S30).
이때, 댐핑력(C1_Out)에 따른 제한 값은, 도 1에서와 같이 차량속도와 조향각속도를 이용하여 산출된 댐핑력(C1_Out)을 포화도(Saturation)블록에 입력하여 제한된 값(Limited_C1_Out)을 산출한다.
따라서, 댐핑력 산출시 차속 및 조향각속도에 의해 산출된 결과값을 제한함으로써, 급조타 시 출력과다를 억제할 수 있어 조타 중 이질감을 최소화시킬 수 있다.
S10단계에서 산출된 댐핑력 게인(C3_C4_Gain)과 S30단계에서 산출된 댐핑력(C1_Out)에 따른 제한 값(Limited_C1_Out)을 곱하여 최종 댐핑력을 산출한다(S40, S50).
또한, 최종 댐핑력은 게인(Gain)이 곱해져 제1산출부(10)로 피드백 됨으로써, 다음 댐핑력 게인(C3_C4_Gain) 산출시 이용되어, 이전 댐핑력 계산값의 딜레이를 저감할 수 있으므로 응답성을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 MDPS의 출력전류를 이용하여 댐핑력을 산출함으로써 저마찰 노면(눈길, 빙판길, 젖은노면)에서 주행시 이질감을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 과도한 댐핑력에 의한 차량 불안정을 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 제1산출부 20 : 제2산출부
30 : 댐핑력연산부
30 : 댐핑력연산부
Claims (6)
- MDPS 출력 전류값과 피드백된 이전 최종 댐핑력을 이용하여 댐핑력 게인을 산출하는 제1산출부;
조향각속도와 차량속도에 따른 댐핑력 게인을 이용하여 댐핑력을 산출하는 제2산출부; 및
상기 제1산출부를 통해 산출된 댐핑력 게인과 상기 제2산출부를 통해 산출된 댐핑력에 따른 제한 값을 이용하여 최종 댐핑력을 산출하는 댐핑력연산부; 를 포함하되,
상기 제1산출부는,
상기 MDPS 출력 전류값과, 피드백된 이전 최종 댐핑력에 게인을 곱한 값의 차에 따른 댐핑력 게인을 산출하고, 상기 산출된 댐핑력 게인을 저주파필터로 통과시켜 고주파 성분을 감소시킨 댐핑력 게인을 산출하며,
상기 제2산출부를 통해 산출된 댐핑력에 따른 제한 값은, 상기 제2산출부를 통해 산출된 댐핑력을 포화도 블록에 입력하여 조향각센서로부터 센싱된 조향휠의 방향에 따라 계산된 것임을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 구동 장치.
- 삭제
- MDPS 출력 전류값과 피드백된 이전 최종 댐핑력을 이용하여 댐핑력 게인을 산출하는 단계;
차량속도와 조향각속도를 이용하여 댐핑력을 산출하는 단계;
상기 차량속도와 조향각속도를 이용하여 산출된 댐핑력에 따른 제한 값을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 댐핑력 게인과 상기 산출된 댐핑력에 따른 제한 값을 이용하여 최종 댐핑력을 산출하는 단계를 포함하되,
상기 댐핑력 게인을 산출하는 단계는,
상기 MDPS 출력 전류값과, 피드백된 이전 최종 댐핑력에 게인을 곱한 값의 차를 산출하는 단계; 및
상기 산출된 차에 따른 댐핑력 게인을 산출하고, 상기 산출된 댐핑력 게인을 저주파필터로 통과시켜 고주파 성분을 감소시킨 상기 댐핑력 게인을 산출하는 단계; 를 포함하고,
상기 산출된 댐핑력에 따른 제한 값은, 상기 산출된 댐핑력을 포화도 블록에 입력하여 조향각센서로부터 센싱된 조향휠의 방향에 따라 계산된 것임을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 구동 방법.
- 삭제
- 제 3항에 있어서, 상기 댐핑력을 산출하는 단계는
상기 차량속도에 따른 댐핑력 게인을 산출하는 단계; 및
상기 조향각속도와 상기 차량속도에 따른 댐핑력 게인을 곱하여 상기 댐핑력을 산출하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 구동 방법.
- 제 3항에 있어서, 상기 최종 댐핑력을 산출하는 단계는
상기 산출된 댐핑력 게인에 상기 차량속도와 조향각속도를 이용하여 산출된 댐핑력에 따른 제한 값을 곱하여 상기 최종 댐핑력을 산출하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 구동 방법.
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